Marsijs kan biomoleculen miljoenen jaren bewaren, blijkt uit laboratoriumonderzoek

Laboratoriumsimulaties en methoden

Onderzoekers bevroren bacteriemonsters en stelden deze bloot aan omstandigheden die bedoeld zijn om de ijzige regio's van Mars na te bootsen. Voor de experimenten werden Escherichia coli-cellen gebruikt, ingebed in twee media: zuiver waterijs en ijs vermengd met analogen van de Marsbodem, zoals silicaatgesteente en klei. De monsters werden afgekoeld tot ongeveer -51°C en blootgesteld aan stralingsniveaus die representatief zijn voor miljoenen jaren op het oppervlak van Mars.

Belangrijkste bevindingen

• Aminozuren, de bouwstenen van eiwitten, bleven veel langer aanwezig in monsters die in zuiver ijs waren bevroren dan in monsters met ijs dat bodemmateriaal bevatte.
• Na een blootstelling gelijk aan ongeveer 50 miljoen jaar op Mars bleef meer dan 10% van de oorspronkelijke aminozuren behouden in de monsters met zuiver ijs; aminozuren in bodemhoudende monsters waren vrijwel volledig afgebroken.
• Tests bij nog lagere temperaturen — vergelijkbaar met de omstandigheden op ijzige manen — lieten een verdere afname zien van de afbraaksnelheid van biomoleculen.

Voorgesteld conserveringsmechanisme

De studie suggereert dat in zuiver ijs door straling gegenereerde reactieve deeltjes, zoals vrije radicalen, geïmmobiliseerd raken binnen de ijsmatrix. Dit beperkt secundaire chemische reacties die biomoleculen zouden vernietigen. Daarentegen lijken minerale componenten in bodemanalogen micro-omgevingen te creëren die chemische reactiepaden bevorderen, wat leidt tot snellere moleculaire schade.

Implicaties voor de astrobiologie en missies

Deze resultaten geven aan dat ijsrijke afzettingen op Mars bijzonder veelbelovende plaatsen zijn om te zoeken naar bewaarde sporen van vroeger microbieel leven. De bevindingen kunnen missieplanners helpen bij het selecteren van landingsplaatsen en bemonsteringsstrategieën, waarbij prioriteit wordt gegeven aan ijsrijke locaties en boor- of bemonsteringsmethoden die toegang bieden tot relatief onverontreinigde ijslagen.

Onderzoekscontext

De hoofdonderzoekers merkten op dat de experimenten geen vroeger leven op Mars aantonen, maar fysieke omstandigheden identificeren waar biomoleculair bewijs de grootste kans heeft om gedurende geologisch lange perioden te overleven. Koudere omgevingen elders in het zonnestelsel zouden een nog betere conservering kunnen bieden, wat de wetenschappelijke waarde van toekomstige verkenning van ijswerelden vergroot.

Conclusie: Zuiver ijs kan fungeren als een langetermijnconserveringsmiddel voor biomoleculen onder Mars-achtige temperatuur- en stralingsomstandigheden. Dit maakt polaire en andere ijsrijke regio's tot prioriteitsdoelen in de zoektocht naar tekenen van vroeger leven.